RFID射頻識別技術在智能制造工廠刀具儲存柜中的應用

一.刀具儲存柜的作業布景 　　

智能制造數控機臺現已成為具有加工車間的機械等作業的干流設備，一般一個小型的數控加工車間的刀具裝備量多達上千把，再加上其配套的零部件，總量得一萬把以上，品種多達上百種。跟著刀具在數量和品種上的急劇增加，出產車間各品種型及規范的規范和非規范刀具一起存在，許多刀具頻頻地在刀具倉庫與機臺、機臺設備之間活動和交流。當時國內加工車間多靠手藝辦法和紙質條碼處理刀具。紙質條碼在油污環境下簡略污損，刀具壽數也只能靠經歷判別。因為缺少刀具，形成許多加工流程中止，機臺操作工需消耗許多時刻在查找刀具上。跟著智能制造數控機臺品種及新產品品種的增加，現有刀具處理計劃已不能滿足需求，故引入無線射頻技能(RFID)。 　　RFID是20世紀90年代鼓起的一種非接觸式的自動辨認技能，具有快速掃描、體積小、抗污染才能和耐久性強、可重復運用、穿透性和無屏障閱讀、數據回憶容量大安全性強等特征，因此在出產數據收集、監控、數據傳遞方面具有巨大的使用潛力。本文以無線射頻技能為基礎，將RFID芯片安裝在刀具的刀柄上，結束刀具信息的收集與處理，降低綜合出產本錢。 　

二.刀具處理作業現狀及需求 　　

國內外從事刀具處理研討的專家開宣布許多刀具處理軟件，但無法滿足刀具處理的全部要求，現有刀具處理存在以下問題： 　?、贌o法分析刀具的整個壽數周期的記載和數據，只是在時刻點上結束刀具信息的收集與監控，無法獲得未加工時的數據; 　?、趥鹘y刀具處理缺少M2M信息交互，無法結束集成化處理; 　?、郜F有刀具處理計劃以滿足出產需求為意圖，未考慮刀具整個生命周期內的本錢問題。 　　為解決上述問題，結束制造業更加智能化自動化的方針，急需引入新的RFID射頻辨認技能方法來處理刀具信息。在加工進程中，針對刀具在機臺中的運用進行智能化處理，將刀具參數傳遞給機臺，使刀具參加機臺刀庫，供加工程序進行調用。刀具加工結束時，將刀具出產時刻寫入刀具的RFID中，結束刀具實時信息收集，刀具狀況跟蹤等功用。 　　

三.刀具信息處理系統作業流程 　　

刀具信息處理系統是指在制造單元內的機器設備(如智能制造數控機臺、對刀儀等)及RFID讀寫器進行通訊的基礎上，運用無線射頻技能、CNC與RFID電子標簽讀寫器采取串口通訊技能，結束刀具在其生命周期內的信息監控與存儲處理。刀具整個生命周期一般包括計劃、收購、標識、入庫、借出、安裝、運用、償還、重磨、作廢等。本文選用上海營信專門為刀具規劃的RFID電子標簽，刀柄如圖1所示，RFID讀寫標簽的時刻為500ms。 　　機臺刀具處理的前提條件是刀具現已進行組刀，并經過對刀儀對刀。為了結束刀具相應的功用，機臺需求進行刀庫初始化，將刀具加工時刻寫入刀柄RFID中。因為高頻RFID的讀寫距離比較短，所以在讀寫刀柄的RFID時，要將天線經過氣動裝置挨近RFID電子標簽。 　　(1)機臺刀庫初始化 　　要結束數控刀具信息的智能化傳輸，首先要依托智能制造數控機臺。為確保在刀具裝入機臺時自動入刀庫，并將刀具參數從RFID電子標簽讀入到機臺刀庫中，需對機臺刀庫進行初始化操作，詳細流程說明如下： 　?、僭跈C臺有刀具變化時，需求機臺操控刀盤翻滾一周(見圖)，將所有刀具從頭初始化到機臺刀庫; 　?、趯γ堪训缎枨筮M行如下操作：CNC經過指令驅動氣缸頂升RFID電子標簽讀頭，氣缸到位后，CNC獲取感應開關狀況，發動RFID電子標簽讀寫器作業;氣缸狀況堅持500ms，CNC經過串口通訊驅動RFID讀寫器對刀柄RFID芯片進行讀取操作;回收氣缸，CNC檢測氣缸磁感應開關到位后，刀具持續工作; 　?、坌枨蟛倏氐墓τ茫涸贑NC操作界面加一個按鈕，每按一次該按鈕刀盤自動旋轉一周，確保每次換刀都能翻滾一周，初始化機臺刀庫;不允許直接將刀安裝到機臺的刀庫刀柄。 　　(2)刀具出產時刻記載 　　在卸(組)刀時，會將刀具的出產值(加工時刻)寫入到刀具處理系統中。將機臺加工時刻寫入刀柄的RFID中的流程如下： 　?、僭跈C臺卸刀前或組刀后，機臺記載運用的刀具，旋轉刀盤，逐一寫入刀具加工時刻; 　?、跉飧谞顩r堅持500ms，CNC經過串口通訊驅動RFID讀寫器并對刀柄RFID芯片進行寫入操作; 　?、刍厥諝飧?，CNC檢測氣缸磁感應開關到位后，刀盤持續翻滾。 　　要確保上述計劃操作順利進行，需在CNC操作界面增加一個按鈕，在卸刀前或組刀后，按一次按鈕，使機臺旋轉一周，并寫入刀具運用時刻，畢竟結束刀具壽數的操控。在進行計劃流程操作時，應留意操作規范。計劃流程如圖3所示。 　　(3)RFID芯片中刀具數據存儲 　　刀具編碼是供認刀具身份唯獨性的重要信息，將其寫入RFID，經過刀具編碼來處理每一把刀具。在編寫相應程序時，可依據刀具的規范類型供認刀具的名義直徑、名義長度及相應程序，然后依據實際情況給予相應的直徑補償和長度補償。因為同一把刀具能夠安裝在不同的機臺上，同一臺機臺也能夠加工不同產品，加工產品時，也或許呈現失常情況，故在加工時，需求展現以上加工信息?？赏ㄟM程序操控，在加工進程動態展現報表閃現刀具編碼、加工產品、產品數量、失常信息等以及RFID記載中的刀具編碼、刀具壽數、刀具已運用時刻等信息。